基于qt的gps导航_毕业设计论文答辩(编辑修改稿)

基于qt的gps导航_毕业设计论文答辩(编辑修改稿)内容摘要：

迅猛增长。 Linux 是一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统，是一个基于 POSIX 和 UNIX 的多用户、多任务、支持多线程和多 CPU 的操作系统。 它能运行主要的 UNIX 工具软件、应用程序和网络协议。 它支持 32 位和 64 位硬件。 Linux 继承了 Unix 以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。 它主要用于基于 Intel x86 系列 CPU 的计算机上。 这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。 其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自 由使用的 Unix 兼容产品。 Linux 以它的高效性和灵活性著称， Linux 模块化的设计结构，使得它既能在价格昂贵的工作站上运行，也能够在廉价的 PC 机上实现全部的 Unix 特性，具有多任务、多用户的能力。 Linux 是在 GNU 公共许可权限下免费获得的，是一个符合 POSIX 标准的操作系统。 Linux 操作系统软件包不仅包括完整的 Linux 操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。 它还包括带有多个窗口管理器的 XWindows 图形用户界面，如同我们使用 Windows NT 一样，允许我们使用窗口、图标 和菜单对系统进行操作。 QT 简介 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书 8 Qt 是一个 1991 年由奇趣科技开发的跨平台 C++图形用户界面应用程序开发框架。 它既可以开发 GUI 程式，也可用于开发非 GUI 程式，比如控制台工具和服务器。 Qt 是面向对象语言，易于扩展，并且允许组件编程。 20xx 年，奇趣科技被诺基亚公司收购， QT 也因此成为诺基亚旗下的编程语言工具。 它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所用功能。 Qt 很容易扩展，并且允许真正地组件编程。 基本上， Qt 同 X Window 上的 Motif， Openwin， GTK 等图 形界 面库和 Windows 平台上的 MFC， OWL， VCL， ATL 是同类型的东西。 Qt Creator 是一个用于 Qt 开发的轻量级跨平台集成开发环境。 Qt Creator 可带来两大关键益处：提供首个专为支持跨平台开发而设计的集成开发环境 (IDE)，并确保首次接触 Qt 框架的开发人员能迅速上手和操作。 Qt Creator 包含了一套用于创建和测试基于 Qt 应用程序的高效工具，包括： 一个高级的 C++代码编辑器 上下文感知帮助系统 可视化调试器 源代码管理 项目 和构建管理工具 Qt Creator 在 版本授权下有效，并且接受代码贡献。 Qt 的良好封装机制使得 Qt 的模块化程度非常高，可重用性较好，对于用户开发来说是非常 方便的。 Qt 提供了一种称为 signals/slots 的安全类型来替代 callback，这使得各个元件之间的协同工作变得十分简单。 丰富的 API Qt 包括多达 250 个以上的 C++ 类，还提供基于模板的 collections， serialization， file， I/O device， directory management， date/time 类。 甚至还包括正则表达式的处理 功能。 支持 2D/3D 图形渲染，支持 OpenGL 大量的开发文档 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书 9 XML 支持 Webkit 引擎的集成，可以实现本地界面与 Web 内容的无缝集成 但是真正使得 Qt 在自由软件界的众多 Widgets (如 Lesstif， Gtk， EZWGL， Xforms，fltk 等等 )中脱颖而出的还是基于 Qt 的重量级软件 KDE。 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书 10 第 四 章 关键技术 GPS 卫星导航定位原理 导航是一个技术门类的总称，它是引导飞机、船舶、车辆以及个人（总称作运载体）安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。 GPS 导航是广义的 GPS 动态定位，其定位方法主要有以下几种： 单点动态定位的基本方程为： 2 2 2 1 / 2[ ( ) ( ) ( ) ]j j jj u u uX X Y Y Z Z dr = + + + （ 31） 式中， ,u u uX Y Z 为动态用户在 kt 时刻的瞬时位置； jX jj、Y、Z 是第 j颗 GPS 卫星在其运行轨道上的瞬时位置，它可根据广播星历计算； jr 为码接收机所测得的 GPS 信号接收天线和第 j 颗 GPS 卫星之间的距离，即站星距离； d 是由于接收机时钟误差的因素所引起的站星距离偏差。 利用（ 31）式解算各个坐标分量的修正值，即给定用户三维坐标的初始值（ 0uX ， 0uY ，0uZ ），求解三维坐标的改正值（ udX ， udY ， udZ ）和距离偏差 d。 所谓差分动态定位（ DGPS）就是用两台接收机在两个测站上同时测量来自相同 GPS卫星的导航定位信号，用以联合测得动态用户的精确位置。 由式（ 31）可知基准站测得至 GPS 卫星 j 的伪距为： 39。 12()j j j j j jr r r s r r rc d d dr r t t r d r d r= + + + + （ 32） 式中， 39。 jr 为基准站和第 j 颗 GPS 卫星之间的真实距离； jr 是 GPS 卫星星历误差所引起的距离偏差； rdt 为接收机时钟相对于 GPS 时间系统的偏差； jsdt 是第 J 颗 GPS 卫星徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书 11 时钟相对 GPS 时间系统的偏差； jrdr 为电离层时延所引去的距离偏差； 1jrdr 是对对流层时延所引去的距离偏差； 2jrdr 为电磁波的传播速度。 由载波相位观测方程得出动态差分方程： 0 0 0 00 0 0 01001{ [ ( ) ( / ) ] [ ( ) ( / ) ] }{ [ ( ) ( / ) ] [ ( ) ( / ) ] }( / ) ( ) ( / ) ( )j j j j j j j ji i i i i r r r r tj j j j j j j ji i i i i r r r r tj j j ji i t i i tf c T f c Trf c T f c Trf c f cj j r r j j r rj j r r j j r rr r r rD D + D D + D D + D D + = D D + D D （ 33） 当动态用户和基准站都同时观测了 4 颗相同 GPS 卫星时，则可解算在 t 时刻动态用户位置估计值的改正数，从而实现动态载波相位测 量的目的。 、 GPS卫星测速原理 尽管载体的运行速度各不一样，且不是匀速运动，但是，只要在这些运动物体上安设GPS 信号接收机，就可以在进行动态定位的同时，实时地测得它们的运行速度。 依式（ 31）可知，用户天线和 GPS 卫星之间的距离： 2 2 2 1 / 2 12[ ( ) ( ) ( ) ] ( )j j j j j ju u u r r r rX X Y Y Z Z c d dr t t d r d r= + + + + （ 34） 根据物理学关于线速度的定义，则对式（ 34）进行求导，得到动态用户的三维速度表达式： 39。 . . .. . . .. . . .12[ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ] /()j j j j j ju u uu u u jjjjrrrX X X X Y Y Y Y Z Z Z Zc d d srrt t d r d r= + + + + （ 35） 式中，站星距离 2 2 2 1/ 2[ ( ) ( ) ( ) ]j j jj u u uX X Y Y Y Yr = + + （ 36） 由于 .rdt 、 .dst 、 ..12jjrrdr dr+ 三者的值很小，可忽略不计。 则在进行测速之前，先使动态接收机处于静止状态，此时有： .uX = .uY = .uZ =0 （ 37） 可按式（ 34）解算出卫星的三维速度，随即进行动态用户的速度测量。 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书 12 、 GPS卫星测时原理 GPS 卫星都安装有四台原子时钟 ，导航定位时受到美国海军天文台（ USNO）经常性的监测。 GPS 系统得地面主控站能够以优于 5ns 的精度，使 GPS 时间和世界协调时 UTC 之差保持在 1ms 以内。 因此， GPS 卫星可以成为一种全球性的用户无限的时间信号源，用以进行精确的时间比对。 利用 GPS 信号进行时间传递 ，一般采用下列两种方法： 一站单机定时法 即在一个已知位置测站上，用一台 GPS 信号接收机观测一颗 GPS 卫星，从而测定用户时钟的偏差。 可解算得到用户时钟偏差为： 39。 USa d d tT t t T tD = + D (38) 上式即为一站单机的定时方程式。 共视比对定时法 即在两个测站上各安设一台 GPS 信号接收机，在相同 的时间内，观测同一颗 GPS 卫星，而测定用户时钟的偏差。 依（ 38）可知， A、 B 两个测站所测的用户时钟偏差 分别为： { 39。 1 1 1 1 139。 2 2 2 2 2USa d d ta d d tT t t TT t t T t tD = + D D = + D （ 39） 通过数据传输而将测站 A 的用户钟差送到 B，得到两个用户的钟差 ..212 2 1 2 1 2 1( ) ( ) ( )U U U dda a a d dT T T t t t td t t= D D = （ 310） 上式中消除 GPS 卫星的时钟偏差 StTD ；实际传播时间 21,ddtt是依据测站位置和卫星位置而求得 { 1122td d dstd d dst T tt T t= + D= + D （ 311） 因此共视用户的钟差： 徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书 13 ..21 2 1 2 1( ) ( ) ( )U t tdda d dT t t T Td t t= （ 312） 串口 编程技术 串口通信程序框图串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线 、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。 这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低。 串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。 大多数计算机（不包括笔记本电脑）包含两个基于 RS232 的串口。 串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多 GPIB 兼容的 设备也带有 RS232 口。 同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 RS232（ ANSI/EIA232 标准）是 IBMPC 及其兼容机上的串行连接标准。 可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者 Modem，同时也可以接工业仪器仪表。 用于驱动和连线的改进，实际应用中 RS232 的传输长度或者速度常常超过标准的值。 RS232 只限于 PC 串口和设备间点对点的通信。 RS232 串口通信最远距离是 50 英尺 串行通信串口通信（ Serial Communications）的概念非常简单，串口按位（ bit） 发送和接收字节。 尽管比按字节（ byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。 它很简单并且能够实现远距离通信。 比如 IEEE488 定义并行通行状态时，规定设备线总长不得超过 20 米，并且任意两个设备间的长度不得超过 2 米；而对于串口而言，长度可达 1200 米。 典型地，串口用于 ASCII 码字符的传输。 通信使用 3根线完成，分别是地线、发送、接收。 由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。 其他线用于握手，但不是必须的。 串口通信最重要的参。